浸泡方式对混凝土中结合氯离子的影响

服役于海洋环境中的混凝土常受到氯盐-硫酸盐共同侵蚀,结构表面也常处于干湿交替环境中。以24h为一个循环,研究不同干湿交替条件下受氯盐-硫酸盐侵蚀的混凝土中结合氯离子含量及结合特性,通过X射线衍射(XRD)、热重分析(TG-DTG)揭示结合机理。结果表明：同一腐蚀方式下,结合氯离子含量随着腐蚀时间的延长而增加。相同时间内,在腐蚀早期干湿比≤1的试件中结合氯离子浓度要大于干湿比>1的试件,腐蚀后期则相反。经过30d干湿循环后,试件中结合氯离子低于长期浸泡状态。复合溶液同时侵蚀时,采用Freundlich等温吸附曲线来描述自由氯离子与结合氯离子间的关系更合适。     

干湿循环条件下钢筋锈蚀的临界氯离子浓度

采用电化学交流阻抗谱研究了干湿循环条件下混凝土中钢筋锈蚀的临界氯离子浓度,深入探讨了混凝土中钢筋锈蚀临界点的判断方法,分析了干湿循环时间比对临界氯离子浓度的影响.结果表明:借助电化学交流阻抗谱法能较为准确地判断钢筋锈蚀临界点;临界氯离子浓度随干湿循环时间比的增加基本呈增大趋势;临界氯离子浓度与干燥结束时混凝土的饱和度之间存在线性关系,且随着干燥结束时混凝土饱和度的增大而降低.     

人工气候环境下腐蚀混凝土梁的承载力研究

在设定的人工气候氯盐腐蚀的环境下,对两种不同水灰比的钢筋混凝土梁进行腐蚀时间不同的试验研究,分析氯盐腐蚀后钢筋混凝土梁的承载能力及钢筋锈蚀率。结果表明：同一水灰比的混凝土梁在不同腐蚀时间下的承载力与氯离子在混凝土中的侵蚀深度及其对钢筋腐蚀的程度密切相关;水灰比较大的混凝土梁中钢筋腐蚀率大。     

临海既有混凝土氯离子侵蚀及钢筋初锈时间预测

临海混凝土结构承受着荷载和氯盐侵蚀等多种因素的共同作用,工作环境严酷.根据取得的温州市瓯江口一座既有水闸的闸墩混凝土芯样,推定了混凝土的实际配合比;测定了芯样中不同深度处的自由氯离子浓度,分析了在自然环境下该既有水闸闸墩混凝土的氯离子侵蚀规律;基于Fick第二定律和Monte Carlo法,计算了该闸墩混凝土的氯离子扩散系数及钢筋初始锈蚀时间.结果表明：使用5350d的临海水闸闸墩混凝土中存在明显的氯离子对流区,其厚度超过20mm;在多种因素作用下,临海水闸闸墩混凝土抗氯盐侵蚀的性能严重降低,钢筋初始锈蚀的临界氯离子浓度（质量分数）为012%～018%,其初始锈蚀时间约为3000d;采用Monte Carlo法预测自然氯盐环境下混凝土中钢筋初锈时间是可行的.     

海洋环境下受荷混凝土中钢筋锈蚀研究

海洋环境下的混凝土结构同时受到二氧化碳和氯离子侵蚀,钢筋锈蚀十分严重。文中通过氯盐浸泡与加速碳化循环的方法来模拟海洋环境,采用螺杆对混凝土进行加载,研究了荷载水平以及矿物掺合料对钢筋锈蚀的影响。试验结果表明:钢筋锈蚀率随着荷载水平的升高而增大,掺入矿物掺合料使钢筋的锈蚀率增大。氯盐浸泡与加速碳化循环的试验方法能表现出自然条件下碳化与氯离子侵蚀时钢筋的锈蚀形态,对模拟真实海洋环境下混凝土中钢筋锈蚀的发展规律具有一定的借鉴意义。     

氯盐干湿循环条件下有机阻锈剂钢筋缓蚀机制研究

针对海洋潮差浪溅环境下钢筋锈蚀风险高的问题,通过试验,分析了有机阻锈剂对氯盐干湿循环环境下混凝土中氯离子扩散及混凝土中钢筋锈蚀行为的影响,结果表明,有机阻锈剂(ZX)可以有效抑制氯盐干湿循环环境下氯离子在混凝土中的扩散,并缓解钢筋锈蚀的快速发展。     

持续荷载和环境耦合作用下钢筋混凝土抗氯盐侵蚀试验研究

沿海混凝土结构长期处于持续荷载和侵蚀环境的耦合作用中。试验设计可持续施加拉/压应力的加载装置,对13根混凝土梁施加不同等级的荷载;同时对受力状态下的混凝土梁进行模拟海水干湿循环的侵蚀。通过试验,研究不同等级荷载和氯盐侵蚀耦合作用下混凝土梁抗氯盐侵蚀性能的变化规律。试验结果表明:(1)通过在梁的受压、受拉侵蚀面浇筑水池,以取水注水的方式来模拟干湿循环可以有效防止盐水对持荷装置的侵蚀,可使试验梁受力更稳定;(2)以施加荷载的大小占极限荷载的比例记做荷载水平λ。当λ=0.3时,受拉区混凝土开裂,各条裂缝最大宽度为0.04 mm,此时裂缝处氯离子浓度与不受力无裂缝混凝土内部氯离子浓度相近;当裂缝最大宽度为0.08 mm时,同深度处氯离子浓度较小幅度增加,影响氯离子传输速率的临界荷载裂缝宽度为0.04 mm。随着λ的增加,受拉区各位置氯离子浓度呈非线性增大,且距离裂缝越近,同深度处氯离子浓度越大;(3)λ<0.45时,混凝土梁受压区氯离子浓度随着荷载水平的增大而减小,当λ>0.45时,受压区氯离子浓度随着荷载水平的增大而增大;在压应力作用下,影响氯离子传输速率的临界λ=0.45。研究表明,荷载和氯盐侵蚀耦合作用对钢筋混凝土结构耐久性能具有巨大的危害,尤其是荷载裂缝处的氯盐侵蚀,实际工程中应采取相关措施加以防范。     

基于荷载与环境共同作用的钢筋锈蚀规律研究

采用背对背加载方式,利用螺杆对钢筋混凝土受弯构件施加持续荷载,进行氯盐溶液侵蚀与加速碳化交替作用试验,基于半电池电位法和线性极化法研究了混凝土在碳化、氯盐侵蚀与荷载三者共同作用下的钢筋锈蚀规律。试验结果表明,干湿循环导致钢筋锈蚀速率增长;荷载水平较低时,碳化对钢筋锈蚀的影响占主导作用;荷载水平较高时,需综合考虑碳化与荷载作用的影响。双掺矿粉和粉煤灰的混凝土钢筋锈蚀速率较普通混凝土快。腐蚀电流密度在0.1~1μAcm2之间时,对应腐蚀电位在-200~-350 m V之间,基于半电池电位法判断钢筋的锈蚀状态具有一定的局限性,辅以线性极化法可以对钢筋锈蚀状态进行定量分析。     

氯盐-锈蚀耦合损伤混凝土抗压强度试验

为研究氯盐环境下混凝土力学性能的退化规律,采用质量分数为5%的NaCl溶液,对混凝土试件进行干湿循环、恒电流通电的加速腐蚀试验,获得了氯盐侵蚀及氯盐-钢筋锈蚀耦合作用下损伤混凝土试件,并对其进行抗压力学性能研究。研究结果表明:氯盐侵蚀单因素作用下,混凝土抗压强度随干湿循环时间增加呈先增大后减小的趋势,最大增幅为16.6%;氯盐-钢筋锈蚀耦合作用下,随着钢筋锈蚀率增大,抗压强度总体呈下降趋势,且前期降幅较后期快。当锈蚀率达到6.3%时,抗压强度较初始未损伤强度降低了19.4%,锈蚀率达到14.9%时,混凝土抗压强度降低了24.5%。锈蚀损伤是混凝土强度降低的主要原因,分别采用锈蚀率及锈胀裂缝宽度作为强度损伤变量,对试验结果进行回归分析,建立了氯盐-锈蚀耦合损伤混凝土抗压强度劣化计算模型。     

缓黏结剂固化度对PC梁力学性能影响的有限元分析

为了探明缓黏结剂固化期间缓黏结预应力混凝土梁力学性能的发展规律,对以往试验的缓黏结PC梁进行了弹塑性有限元分析。在有限元分析中,采用ABAQUS软件,用混凝土塑性损伤力学模型来描述混凝土的非线性性能,采用双折线随动强化模型来描述普通钢筋和缓黏结预应力钢筋的材料特性。混凝土采用实体单元C3D8R,普通钢筋骨架和缓黏结预应力钢筋采用二节点的桁架单元T3D2进行模拟。通过与试验PC梁的开裂荷载、极限荷载及荷载-挠度关系曲线的对比分析,探明了缓黏结剂固化期间,钢绞线、缓黏结剂与混凝土之间的传力机理。结果表明:缓黏结剂固化度对梁的初期刚度影响不大,试件梁加载前期,试验结果与有限元分析结果梁的初期刚度基本相同,缓黏结剂固化度对缓黏结PC梁的开裂荷载影响较小,对缓黏结PC梁最大承载力的影响较大,缓黏结PC梁的最大承载力随着缓黏结剂固化度的增大而增大。     

氯盐环境下开裂混凝土耐久性研究进展

为了明确裂缝对氯盐环境下钢筋混凝土结构耐久性的影响,结合已有文献分析了荷载裂缝、非荷载裂缝及预制裂缝下混凝土结构在氯盐环境下的耐久性变化规律,指出了裂缝形式（人工裂缝、自然裂缝）、宽度、深度、间距等参数对混凝土渗透性及氯离子传输、内部钢筋锈蚀的影响规律,介绍了已有的饱和与非饱和状态下开裂混凝土内氯离子传输过程的模型,指出了氯盐环境下开裂混凝土耐久性研究已得出的基本结论及需要深入研究的方面。所得结论可为氯盐环境下开裂混凝土的后期研究提供借鉴。     

聚丙烯纤维混凝土的耐久性试验研究

以不同纤维掺量的聚丙烯纤维混凝土为研究对象,采用干湿循环和快速冻融试验方法对纤维混凝土的耐久性开展研究,通过试验探讨纤维掺量对混凝土耐久性能的影响,研究试件强度、质量损失率、相对动弹模损失率、氯离子渗透深度随循环次数的变化规律.结果表明:干湿循环条件下,氯离子的渗透深度随着纤维掺量的增加逐渐加深;盐冻循环条件下,混凝土...     

混凝土裂缝表征方法研究进展及裂缝对氯离子传输影响

氯离子侵蚀导致混凝土中钢筋锈蚀,是钢筋混凝土耐久性劣化的主要表现形式,然而混凝土裂缝的存在将加快氯离子在混凝土中的传输并缩短钢筋混凝土的服役寿命。首先对已有的裂缝表征方法进行了介绍,包括线性位移传感器、图像分析法、CT扫描等。然后综述了带有裂缝的混凝土基体中氯离子扩散的影响因素,重点介绍了裂缝的宽度、水灰比、矿物掺合料、龄期、荷载等因素对氯离子扩散行为的影响。结果表明当裂缝宽度在50~200μm之间时,对氯离子扩散系数的影响最大,在此区间内,氯离子扩散系数随着裂缝宽度的增加而增大;其余因素也对氯离子扩散系数有不同程度的影响。     

预应力型钢混凝土框架结构竖向反复荷载作用下抗震性能试验研究

通过对1榀柱中内置型钢和1榀梁柱均内置型钢的预应力型钢混凝土框架的竖向反复荷载试验, 研究预应力型钢混凝土框架的破坏机制、滞回特性、延性、刚度和耗能等性能。结果表明：预应力型钢混凝土框架梁是梁铰破坏机制,极限状态时 “拱效应”提高了框架梁的承载能力;预应力型钢混凝土框架梁滞回曲线饱满,变形恢复能力小于普通预应力混凝土框架梁;预应力型钢混凝土框架梁位移延性系数均值为4.8,普通预应力混凝土框架梁的为4.18,均有较好的延性;等效黏滞阻尼系数介于0.258~0.323之间,说明2个试件破坏时截面具有良好的耗能能力;参数分析表明,试件延性系数受含钢率影响不大,随内置型钢截面高度与梁截面高度比值增大而增大。     

缓粘结预应力混凝土梁受弯试验研究

介绍了缓粘结预应力筋的构造和工作原理,通过3根缓粘结预应力混凝土梁的受弯试验研究了其开裂弯矩、极限弯矩、裂缝分布和荷载-挠度关系等缓粘结预应力混凝土梁的受力性能,并与有粘结和无粘结预应力理论计算结果进行了对比分析,得出缓粘结预应力混凝土梁的受弯规律,为缓粘结预应力混凝土梁的设计计算提供了参考。     

腐蚀钢绞线预应力混凝土梁的弯曲疲劳性能退化特征

采用与实际氯盐环境腐蚀效果更为接近的内掺盐加速腐蚀方式,制作4根不同掺盐率的钢绞线预应力混凝土梁试件并放置90 d以产生不同程度的腐蚀,然后对腐蚀梁试件进行疲劳加载直至出现断丝破坏,其中在每1×10⁵ 次疲劳作用后进行1次静力加载试验,以考察疲劳破坏、疲劳寿命退化以及弯曲刚度退化等特征。结果表明:钢绞线表现出典型的坑蚀特征;坑蚀钢丝在疲劳作用下会出现多个疲劳裂纹,其中1个裂纹最终发展至瞬断而成为梁疲劳破坏的标志;钢丝疲劳断口呈现出典型的宏观脆性断口特征,断口表面清晰可见蚀坑区、疲劳断裂区及瞬断区;梁的疲劳寿命随掺盐率增加呈指数函数关系退化;疲劳作用导致腐蚀梁的荷载 挠度曲线由前、后2个刚度不同但都近似呈直线的区段组成;氯盐作用和疲劳作用愈强,二者叠加引起梁的刚度退化也愈显著。     

混凝土受氯盐侵蚀过程的实时监测技术

氯盐引起钢筋锈蚀是导致目前混凝土结构耐久性破坏的主要因素,提出一种通过埋入氯离子传感器对混凝土受氯盐侵蚀过程进行实时监测的新思路。论述两种埋入式氯离子传感器的基本原理,并着重分析电极型氯离子传感器的最新研究进展,提出目前存在问题及下一步研究方向。     

腐蚀预应力混凝土梁抗剪性能试验

为研究预应力筋腐蚀对预应力混凝土梁抗剪性能的影响,设计制作了4片预应力混凝土梁,采用外加恒电流法对单侧弯剪区局部预应力筋进行了快速腐蚀,并对不同锈蚀程度混凝土梁进行了抗剪试验,分析了预应力筋腐蚀对梁开裂、变形、钢筋受力、破坏形态以及抗剪承载力的影响,并在试验基础上对锈蚀PC梁抗剪承载力计算方法进行了探讨。结果表明:相同剪跨比下预应力筋腐蚀对混凝土梁的破坏形态影响很小,但对构件裂缝发展影响较大,引起开裂荷载显著降低;开裂前,预应力筋腐蚀对其刚度影响较小;开裂后,腐蚀引起刚度退化较为明显;预应力筋腐蚀导致相同荷载下箍筋、纵筋应变增大,构件抗剪承载力退化;预应力筋腐蚀率为3.2%,7.9%,13.2%的混凝土梁抗剪承载力分别下降5.8%,9.1%,15.5%;考虑腐蚀预应力筋截面减小,采用《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2010)公式对PC梁抗剪承载力计算具有较高的计算精度。